AIS在内河使用中存在的问题与对策研究＊

牟学东 郭俊维 吴建华 阳博敏

（交通运输部规划研究院安全所1） 北京 100028）（武汉理工大学航运学院2） 武汉 430063）

0 引 言

目前AIS在保障船舶安全方面发挥的作用越来越明显，内河也有越来越多的船舶安装了AIS，但是由于现在尚未出台针对内河船舶AIS设备安装、使用管理问题的相关法律法规，使得AIS在内河使用中存在着部分设备的某些信息缺失、信息失实、AIS外接传感器设备故障或未连接等问题，导致AIS信息交换中出现部分设备的某些信息不能正确显示、信息的不完整率较高等现象，带来航行安全的隐患.长江作为国内最大的内河，船舶密度比海上运输更高，每天有500～600艘装有AIS设备的船舶通过长江武汉段航行，以收集的长江武汉段船舶AIS信息，分析内河船舶使用AIS存在的问题进而制定相应对策是有实际意义的.此外，长江航道狭窄，水流蜿蜒曲折，航行环境较为复杂，规范和正确指导使用AIS对于保障内河船舶航行安全也是重要举措之一.

1 数据的采集与筛选

研究的对象是内河船舶AIS的使用情况，所以选定航行于长江中游武汉段的船舶为研究对象具有代表性.利用地处长江之滨的武汉理工大学实验室的AIS 设备对航经长江武汉段的内河船舶AIS的信息数据进行实时接收，随机采集了30 d的数据进行统计分析.参考相关文献［1］，从AIS的3种类型数据中选取了船名、船舶尺寸、船舶类型和船首向4个信息作为评价因子.其中，船名是船舶最基本的信息，在船舶之间和船岸之间交流起着至关重要的作用，是在AIS通信范围内呼叫船舶的必需信息，也是统计船舶交通流的基本数据［2］；通过船舶的尺寸数据可以评估水域中船舶的通过能力，利用船舶载重吨与水位的关系，以及船舶载重吨与船舶尺寸的关系，进而分析水域中船舶的通过能力［3］；船舶类型信息可以用于船舶监控，在内河中航行的危险品船舶必须重点监控，及时避让确保其航行安全；船首向是属于船舶的动态信息，船舶在避让转向时都要依据船首向信息来做出正确的判断，以避免船舶出现碰撞危险［4］，此外，根据船首向信息和航迹向信息也可以推算出船舶的风流压差角，对船舶操纵有着辅助作用.除此之外的其他信息，特别是航次信息，由于内河船舶装载B类型AIS较多，而该类型的航次信息不是AIS性能指标中所要求必备的［5］，因此没有纳入本文的研究范围.

2 统计与结果分析

2.1 统计分析评价因子

将采集的信息数据以4个评价因子为对象，对每天的信息不完整率进行统计分析，结果见图1～4.根据图表统计的结果，对数据做了进一步的分析，得出各项评价因子不完整率的平均值、中值、最大值、最小值、方差以及标准差等，见表1.

图3 船舶类型信息不完整比例

图4 船首向信息不完整比例

2.2 数据符合性检验

在所观测的30d数据中，船名、船舶尺寸、船舶类型3个评价因子的不完整比例均值分别为22.02%，23.53%，22.76%；标准差分别为2.59%，2.46%，2.43%，均值及标准差比较接近.船首向评价因子的不完整比例均值高达84.42%，标准差为2.39%.为了检验以上数据分析的合理性，以船名评价因子的数据为例，利用Matlab数学软件对数据进行符合性检验.首先使用概率纸检验数据是否服从正态分布，检验结果见图5，样本数据画出的图形基本上都位于一条直线上，可见样本数据服从正态分布.

表1 各评价因子数据分析 %

图5 概率纸检验样本数据结果图

在matlab软件中小样本正态分布还可以用拟合优度测试检验函数lillietest来检验：［H，P，LSTAT，CV］=lillietest（X）%正态分布的拟合检验，显著性水平为0.05.

运行结果：H=0 接收原假设；P=0.5000接收原假设的概率大于0.05；LSTAT=0.0882；CV=0.1588；测试值0.0882 小于临界值0.1588，所以接收原假设.由此可以认定船名评价因子的数据是服从正态分布的.同样的方法检验船舶尺寸、船舶类型、船首向3个评价因子的数据也是符合正态分布的，由此可以证明论文采取的样本数据是可信的.

2.3 AIS在内河使用中存在的主要问题

通过对评价因子数据的不完整率的统计分析，并结合评价因子信息的具体内容，深入分析发现船名、船舶尺寸、船舶类型均属于船舶静态信息，属于在AIS设备安装时手动输入的信息，在使用过程中只有掌握密码权限的管理员可以修改.由此可以推断，内河船舶在安装AIS设备时有接近1／4的船舶存在着静态数据输入随意性较大的问题，而且船舶设备的管理也存在不够规范的问题.

船首向信息的不完整比率最大，均值高达84.42%，存在较大的问题，船首向信息属于动态信息，主要是通过传感器设备（例如陀螺罗经）自动获取的数据，而内河船舶大多数没有安装陀螺罗经设备，所以无法提供船首向信息.因此，得出以下结论：内河船舶使用AIS设备中存在的主要问题为有接近1／4 的船舶在安装AIS 设备时船舶静态数据的输入存在着不规范行为和84.42%的船舶没有安装陀螺罗经等船首向输出设备.

3 建议与对策

通过以上分析找出的内河船舶AIS 设备使用中存在的问题，势必对船舶避碰、海事监管、交通流量统计的准确性等方面带来较大的影响.因此，为了充分发挥AIS信息在保障船舶航行安全方面的作用，使AIS设备在内河航行中能正确有效地发挥助航的功效，针对目前AIS在内河使用中存在的问题，提出以下建议与对策.

3.1 依据相关法律法规对相关责任人处罚

国家海事局制定的《内河航行船舶船载电子海图和自动识别系统设备产品及安装检验指南》中第5.9条明确规定，应提供AIS初始化数据清单（内容为MMSI＼船名＼船长和船宽＼船舶类型等）［6］，供现场验船师确认其是否与实船相符.第6条安装检验中第6.6（5）规定：按照提供的“AIS初始化数据清单”，确认AIS 已正确输入本船的静态和／或与航次有关信息.尽管有相关法律法规明确规定内河船舶在安装AIS 时必须真实输入船舶静态数据，但是实际执行起来仍然有近1／4的船舶没有遵守该项规定.对于船员可以依据“中华人民共和国船员违法记分管理办法”考虑对相关责任人予以扣分处罚；同时对于未认真履行职责的验船师也应根据人力资源和社会保障部及交通运输部联合颁布的“注册验船师制度暂行规定”第四十一条“有不履行工作职责，监督不力，并造成不良影响或严重后果的，对直接责任人员依法给予行政处分”［7］.

3.2 加强船员培训

从航行安全的角度出发，船员培训机构应该对船员加强AIS设备的使用培训.培训的基本要求和目的是让船员在实际工作中熟练掌握并正确使用AIS设备，使AIS设备在船舶航行安全保障方面发挥其应有的作用.AIS的培训不仅仅只要求船员掌握设备的操作，而且要达到让船员借助AIS设备进行船舶的操纵和避碰，例如利用目标船舶的船名信息进行识别、交流；利用船舶类型信息结合航行状态确定避让时的义务船、权利船；逐步培养船员通过获取目标船舶信息辅助船舶航行的意识，进而理解正确输入船舶信息对于船舶之间安全保障的重要性，从主观意识上去维护和爱惜船舶信息.

3.3 改进AIS及传感器设备

首先，应充分考虑我国内河船员外语水平不高的具体情况，设计适应内河船员使用的AIS设备，使菜单操作简单明了，进一步推动AIS 设备的国产化和汉化，使船员能够通过AIS容易地与周围船舶进行沟通协调.其次，由于内河船舶一般不使用陀螺罗经设备，而是使用磁罗经提供船首航向，导致AIS 难以动态获取船舶首向信息.建议相关部门设计开发考虑船舶自差、磁差自动校正的磁罗经作为AIS的船首向传感器，解决内河船舶AIS船首向信息缺失的问题.

3.4 强化监控及服务力度

通过以上分析发现内河船舶AIS 当前存在的问题并非强制安装问题，而是属于正确设置问题.可以通过海事部门的VTS中心监控［8］，发现AIS设备的信息有缺失及不规范设置情况时，应及时通过短信的方式温馨提示其更正.为了提高海事服务质量，主管机关执法人员可以利用船舶到港期间，对船舶AIS设备的静态信息设置进行正确指导并予以纠错，消除安全隐患.

4 结束语

本文通过对采集的内河船舶AIS 数据进行了信息不完整率的统计分析，找出了内河船舶AIS使用中存在的主要问题，并提出了针对性的建议及对策，研究结果对于规范使用AIS设备具有参考价值.

［1］许 鹏.基于大数据环境下的船舶交通流特征统计分析系统研究［D］.武汉：武汉理工大学，2014.

［2］李红祥，方 逊.基于AIS的船舶交通流量统计方法研究［J］.武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2011，35（4）：853-857.

［3］郭义浩，刘佳仑，刘明俊.水位与航道通航能力的关系研究［J］.武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2010，34（4）：842-844.

［4］陈立家，黄春娥，曾伟伟，等.基于电子海图的船舶避碰技术的研究［J］.武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2013，37（5）：979-983.

［5］赵 虹，莫丹锋.AIS性能标准对船舶航行安全的影响［J］.大连海事大学学报，2010，36：24-26.

［6］陆悦铭，梅英群，李义斌.AIS设备在安装、设置和使用上必须重视的问题［J］.航海技术，2008（3）：11-13.

［7］卫桂荣，李文芳，王宝阔.人为因素对AIS信息可靠性的影响及对策［J］.青岛远洋船员学院学报，2009，30（2）：26-28.

［8］朱加高，陈建华.VTS的效用及中国VTS管理现状［J］.大连海事大学学报，2008，34（S）：30-33.